Dyna-Soar: l’aereo spaziale che non arrivò mai nello spazio
4 Ottobre 1957 , le stazioni terrestri di tutto il mondo registrano un bip bip proveniente dallo spazio , proveniva dal primo oggetto terrestre lanciato nello spazio che si chiamava Sputnik 1 , c’era solo un piccolo problema quel satellite non era Americano ma Sovietico . Ora la sua semplice presenza nell’orbita terrestre bastò per rendere insonni le notti dei responsabili Militari Americani infatti la capacità Sovietica di mettere in orbita oggetti prefigurò anche la possibilità che magari in futuro si potessero lanciare missili o peggio bombardieri , insomma la militarizzazione dello spazio e la Air Force si mosse di conseguenza …..
Quando lo spazio cominciò a interessare i militari
Pochi giorni dopo il lancio dello Sputnik, l’US Air Force decise di riunire diversi studi già in corso in un unico programma, denominato Dyna-Soar, abbreviazione di Dynamic Soaring , l’idea era quella di costruire un aeroplano spaziale. Ma non un mezzo per trasportare passeggeri o satelliti: l’Air Force pensava soprattutto a un velivolo militare, capace di effettuare missioni di ricognizione, sperimentare nuove tecniche di volo e, almeno nelle prime ipotesi, persino colpire obiettivi terrestri.
Per comprendere da dove arrivasse un’idea del genere dobbiamo però tornare indietro di qualche anno, nella Germania della Seconda guerra mondiale infatti l’ingegnere austriaco Eugen Sänger aveva immaginato un bombardiere a razzo capace di percorrere distanze intercontinentali sfruttando gli strati superiori dell’atmosfera. Il velivolo avrebbe dovuto effettuare una serie di lunghi balzi, un po’ come un sasso piatto che rimbalza sulla superficie dell’acqua.
Il progetto, conosciuto come Silbervogel, l’uccello d’argento, non arrivò mai alla costruzione, ma il principio continuò a interessare i ricercatori anche dopo la guerra.
A differenza di Wernher von Braun, Sänger non si trasferì negli Stati Uniti. Lavorò invece in Francia e successivamente nella Germania occidentale , della cattura degli scienziati Tedeschi e del loro contributo ai vari programmi spaziali ne abbiamo parlato [qui] . Le sue idee, tuttavia, contribuirono ad alimentare gli studi americani sui velivoli ipersonici.
E così, alla fine degli anni Cinquanta, la Boeing si trovò a lavorare su una macchina che sembrava uscita direttamente da un romanzo di fantascienza , la navetta rra lunga circa undici metri, aveva un’ala a delta, una cabina monoposto e non possedeva motori sufficienti per decollare autonomamente e per raggiungere lo spazio avrebbe avuto bisogno di un razzo della famiglia Titan, sul quale sarebbe stata montata come carico utile.
Una volta completata la missione, il pilota avrebbe dovuto affrontare il rientro nell’atmosfera, rallentare progressivamente e infine atterrare su una pista.
Niente paracadute, niente ammaraggio e soprattutto niente grande vano di carico come quello che, molti anni dopo, avrebbe caratterizzato lo Space Shuttle.
Il Dyna-Soar era un aeroplano spaziale monoposto. E qui cominciavano i problemi o meglio bisognava rispondere a una semplice domanda ….
Un aeroplano spaziale, ma per fare cosa?
Per comprendere le intenzioni dell’US Air Force bisogna ricordare il clima nel quale nacque il Dyna-Soar. Siamo nel pieno della Guerra fredda, gli Stati Uniti e l’Unione Sovietica si contendono la superiorità tecnologica e militare e lo spazio rappresenta una nuova frontiera della competizione. Nessuno sa ancora esattamente come verrà utilizzato, ma una cosa appare evidente e chi riuscirà a operare lassù potrebbe ottenere un vantaggio strategico considerevole.
L’Air Force, naturalmente, non vuole restare a guardare. I militari americani immaginano diverse possibilità per il nuovo velivolo, dalla ricognizione strategica al bombardamento a lunghissima distanza, fino alla sperimentazione delle tecnologie necessarie per operare oltre l’atmosfera. Con l’evoluzione del programma vengono prese in considerazione anche missioni come l’ispezione dei satelliti e la possibilità di contrastare eventuali sistemi spaziali nemici.
Non dobbiamo immaginare squadriglie di caccia spaziali impegnate in combattimenti orbitali come nei film di fantascienza. L’Air Force sta piuttosto cercando di prepararsi a un futuro nel quale lo spazio potrebbe diventare un ambiente operativo militare, anche se nessuno è ancora in grado di stabilire con precisione quali missioni richiederanno effettivamente un pilota.
Il problema è che, mentre i progettisti lavorano, la tecnologia procede anche in altre direzioni. I primi satelliti da ricognizione dimostrano che è possibile osservare il territorio nemico senza mandare un uomo nello spazio. Per colpire obiettivi a distanze intercontinentali ci sono già i missili balistici, mentre la NASA, istituita nel 1958, sta sviluppando le capsule Mercury e successivamente Gemini.
Il Dyna-Soar rischia così di ritrovarsi in una posizione piuttosto scomoda: è molto più complicato di una capsula spaziale, non possiede un grande vano di carico né è progettato per trasportare e rilasciare satelliti come farà, molti anni dopo, lo Space Shuttle. E, come se non bastasse, può trasportare un solo pilota è vero che offre la possibilità di manovrare durante il rientro e atterrare su una pista, ma non è ancora chiaro quanto questi vantaggi siano importanti per le missioni militari ipotizzate.
E, come se non bastasse, realizzarlo presenta difficoltà tecniche tutt’altro che trascurabili.
Portare il velivolo nello spazio con un razzo Titan è già un’impresa complessa, ma il problema maggiore arriva al ritorno. Un oggetto che rientra nell’atmosfera a velocità orbitale deve dissipare un’enorme quantità di energia e il riscaldamento provocato dalla compressione dell’aria impone di proteggere accuratamente la struttura.
Una capsula affronta il problema utilizzando uno scudo termico e termina la discesa con i paracadute. Il Dyna-Soar, invece, deve continuare a comportarsi come un aeroplano: resistere alle temperature, mantenere la stabilità, conservare la possibilità di manovrare e infine raggiungere una pista, senza disporre di un motore per correggere un eventuale errore durante l’avvicinamento finale.
Una sfida che, molti anni dopo, avrebbe mostrato tutta la propria drammaticità con il disastro dello Space Shuttle Columbia, al quale accenniamo soltanto, riservandoci di approfondire la vicenda in un prossimo articolo per sommi capi : il 1° febbraio 2003, durante il rientro nell’atmosfera, la navetta si disintegrò a causa di un danno al bordo d’attacco dell’ala sinistra, provocato da un frammento di schiuma isolante staccatosi dal serbatoio esterno durante il lancio. Attraverso la breccia penetrarono gas ad altissima temperatura, provocando la distruzione della struttura.
Naturalmente il Dyna-Soar prevedeva soluzioni costruttive differenti da quelle dello Shuttle e non possiamo sapere come si sarebbe comportato in volo. Ma il problema fisico era sostanzialmente lo stesso: proteggere un velivolo alato dalle condizioni estreme del rientro atmosferico.
Per affrontare queste difficoltà la Boeing studia materiali resistenti alle alte temperature, strutture metalliche e nuovi sistemi di controllo. I modelli vengono sottoposti a migliaia di ore di prove in galleria del vento, mentre vengono sviluppati simulatori e attrezzature per preparare i futuri piloti.
Fra gli uomini inizialmente coinvolti nel programma figura anche Neil Armstrong, che nel 1962 lascia il Dyna-Soar per entrare nel corpo astronauti della NASA e che , sette anni dopo , sarà il primo uomo a mettere piede sulla Luna.
Il Dyna-Soar, invece, non riuscirà mai a sollevarsi da terra infatti nel frattempo il progetto continua a cambiare. Dalle prime concezioni orientate al volo ipersonico e suborbitale si passa progressivamente a un programma capace di raggiungere l’orbita. Il velivolo riceve la designazione X-20 e per il lancio viene previsto un razzo Titan III ed ogni modifica comporta nuove difficoltà, nuovi tempi di sviluppo e soprattutto nuovi costi.
E proprio i costi stanno per diventare il problema principale fin quando nel 1961…..
Arriva un uomo dalla Ford
Nel gennaio 1961 Robert McNamara diventa segretario alla Difesa degli Stati Uniti nell’amministrazione Kennedy. Non è un generale e non proviene dalla tradizionale carriera militare. Durante la Seconda guerra mondiale si è occupato di analisi statistica per le forze aeree americane e, nel dopoguerra, è entrato alla Ford, dove ha contribuito a introdurre moderni sistemi di pianificazione e controllo gestionale.
La sua carriera è stata tanto rapida da portarlo, nel novembre 1960, alla presidenza della casa automobilistica, una carica che mantiene per poche settimane prima di trasferirsi al Pentagono.
Insomma, McNamara è abituato a ragionare in termini di obiettivi, risultati, costi e alternative. Alla Ford doveva far quadrare i conti delle automobili; al Pentagono si ritrova a dover far quadrare quelli degli aeroplani spaziali e il Dyna-Soar non è esattamente un progetto economico.
McNamara comincia a chiedere ai responsabili dell’Air Force quali vantaggi operativi giustifichino un investimento tanto elevato. La NASA sta già lavorando al programma Gemini, una capsula progettata per trasportare due astronauti e sperimentare tecniche di manovra e incontro orbitale. Perché non utilizzare una versione modificata di Gemini anche per alcune missioni militari?
L’Air Force difende il proprio progetto e la propria autonomia non volendo cedere potere alla NASA . Il Dyna-Soar, spiegano i suoi sostenitori, possiede caratteristiche che una capsula non può offrire: può manovrare durante il rientro, scegliere con maggiore flessibilità il luogo dell’atterraggio e tornare su una pista senza richiedere le operazioni di recupero in mare previste per Mercury e Gemini.
Sono vantaggi reali, almeno sulla carta. Ma McNamara continua a porre la stessa domanda: a quale missione servono? E per rispondere alla domanda nel 1963 viene effettuato un confronto fra il Dyna-Soar e Gemini, prendendo in considerazione possibili missioni militari come ricognizione, ispezione dei satelliti e difesa spaziale. Nessuno dei due veicoli, nelle configurazioni allora previste, è in grado di soddisfare tutte quelle esigenze senza modifiche. Il Dyna-Soar offre maggiore flessibilità nel rientro atmosferico, mentre una Gemini opportunamente adattata potrebbe risultare più adatta ad alcune operazioni orbitali.
Soprattutto, non è ancora stata individuata una missione militare che richieda indispensabilmente un velivolo come l’X-20.
Il 10 dicembre 1963 McNamara decide quindi di cancellare il programma. Dopo sei anni di studi e investimenti considerevoli, nessun Dyna-Soar è arrivato alla fase di volo e nessuna delle missioni immaginate dall’Air Force è stata effettuata la decisione, tuttavia, non significa che il Pentagono abbia rinunciato all’idea di utilizzare equipaggi militari nello spazio. Lo stesso giorno viene annunciato il Manned Orbiting Laboratory, una piccola stazione orbitale militare nella quale un equipaggio avrebbe dovuto rimanere per periodi prolungati, svolgendo esperimenti e attività di ricognizione.
Anche il MOL finirà per essere cancellato, nel 1969, senza aver mai portato un equipaggio in orbita.
Evidentemente era più facile immaginare i mezzi per operare militarmente nello spazio che individuare missioni per le quali fosse davvero indispensabile mandarci degli uomini.
Un progetto cancellato, ma non inutile
Sarebbe facile liquidare il Dyna-Soar come uno dei tanti costosi programmi militari americani che non arrivarono mai a produrre un mezzo operativo. Ma sarebbe anche ingiusto nei confronti dei progettisti, perché il lavoro svolto contribuì ad ampliare le conoscenze sul volo ipersonico, sui materiali resistenti alle alte temperature e sui sistemi necessari per controllare un velivolo durante il rientro atmosferico.
Il problema, infatti, non era soltanto raggiungere lo spazio, ma soprattutto tornare sulla Terra. A velocità orbitale l’energia da dissipare è enorme e il riscaldamento provocato dal rientro impone di proteggere accuratamente la struttura. Una capsula può affrontare la discesa utilizzando uno scudo termico e terminare il viaggio con i paracadute. Il Dyna-Soar, invece, avrebbe dovuto conservare le proprie caratteristiche aerodinamiche, continuare a manovrare e infine atterrare su una pista.
Una sfida tutt’altro che banale, come avrebbe dimostrato tragicamente, quarant’anni dopo la cancellazione del programma, il disastro dello Space Shuttle Columbia di cui abbiamo scritto in uno dei capitoli precedenti , naturalmente il Dyna-Soar prevedeva soluzioni costruttive differenti da quelle dello Shuttle e non possiamo sapere come si sarebbe comportato in volo. Ma il problema fisico da affrontare era sostanzialmente lo stesso: proteggere un velivolo alato dalle condizioni estreme del rientro atmosferico.
Quando negli anni Settanta gli Stati Uniti iniziarono a sviluppare lo Space Shuttle, l’idea di un mezzo capace di raggiungere l’orbita e tornare atterrando su una pista non era dunque nuova. Erano però cambiate le finalità: il Dyna-Soar nasceva principalmente per esplorare le possibilità militari del volo spaziale pilotato, mentre lo Shuttle sarebbe stato un sistema di trasporto orbitale destinato a portare astronauti e grandi carichi nello spazio.
La storia del Dyna-Soar presenta tuttavia un’altra curiosa eredità, questa volta non tecnologica ma strategica. Nel 1957 l’US Air Force immaginava già un futuro nel quale lo spazio sarebbe diventato un ambiente operativo militare, anche se nessuno sapeva ancora esattamente quali missioni vi sarebbero state svolte.
Sessantadue anni dopo, il 20 dicembre 2019, gli Stati Uniti istituirono ufficialmente la United States Space Force, la loro sesta forza armata. Non una flotta di caccia spaziali, come forse avrebbero immaginato alcuni visionari degli anni Cinquanta, ma un’organizzazione incaricata di operare nello spazio attraverso satelliti, sistemi di sorveglianza, comunicazione e navigazione, oltre a proteggere le infrastrutture dalle quali dipendono le moderne operazioni militari.
Non esiste una discendenza diretta fra il Dyna-Soar e la Space Force, ma il collegamento storico è interessante: nel 1957 l’Air Force cercava di costruire un aeroplano militare spaziale senza sapere ancora esattamente cosa farsene; nel 2019 gli Stati Uniti istituivano una forza armata spaziale senza avere bisogno di aeroplani spaziali militari.
Il Boeing X-20 non arrivò mai nello spazio, ma l’idea di un velivolo orbitale riutilizzabile sopravvisse alla sua cancellazione. Negli anni Settanta sarebbe riemersa in un progetto molto più grande e ambizioso, destinato a diventare uno dei simboli dell’astronautica americana: lo Space Shuttle.
Questa volta il velivolo avrebbe volato davvero. Renderne l’impiego economico e frequente, invece, sarebbe stata tutta un’altra storia e ne parleremo in un prossimo articolo dedicato allo Space Shuttle .
Le fonti
1. National Museum of the United States Air Force — Dyna-Soar X-20A
La scheda ufficiale del progetto: configurazione, lanciatore Titan, rientro planato, materiali e tecnologie sviluppate.
2. NASA — Dyna-Soar, Peter W. Merlin (2014)
Particolarmente utile per le finalità del programma, la partecipazione di Neil Armstrong, le simulazioni di atterraggio e le ragioni della cancellazione.
3. NASA — On the Frontier: Flight Research at Dryden, 1946–1981
Ricostruzione storica delle ricerche aeronautiche, delle difficoltà del volo ipersonico e dell’eredità tecnica del Dyna-Soar.
4. NASA — NASA’s First 50 Years: Historical Perspectives
Approfondimento storico sul programma X-20, con dati sui costi, sulle ricerche e sulla cancellazione da parte di McNamara.
5. United States Space Force — History
Fonte istituzionale per la nascita della Space Force il 20 dicembre 2019 e per le sue finalità operative.
